in1 comparatif de deux écrans

IMAGE
NUMÉRIQUE
IN1
COMPARATIF DE DEUX ÉCRANS
Le choix d'un moniteur LCD sur internet peut être facilité en utilisant les comparateurs en lignes disponibles sur certains sites
marchands. Ils permettent de confronter les caractéristiques techniques principales des différents produits.
Objectif : Interpréter les caractéristiques techniques principales de deux écrans LCD
I. DÉFINITION DE L'ÉCRAN
La "résolution de l'écran" (en fait le terme approprié est "définition") est une des caractéristiques les plus importantes.
Plus elle est grande, plus il y a de pixels, plus les détails fins d'une image haute résolution peuvent être observés à l'écran.
La définition d'une image est définie, de même, par le nombre de points la composant. En image numérique, cela correspond
au nombre de pixels qui compose l'image en hauteur (axe vertical) et en largeur (axe horizontal).
II. PIXEL
Les pixels sont les plus petits éléments constitutifs d'une image numérique.
Le nom de "pixel", abrégé px, provient de l’expression anglaise "picture element", qui signifie "élément d'image" ou "point
élémentaire".
Un pixel est généralement rectangulaire ou presque carré et présente une taille comprise entre 0,18 mm et 0,66 mm de côté.
III. CONSTITUTION D'UN PIXEL
Mode opératoire : observer une partie blanche de l'écran avec une loupe (ou l'oculaire du microscope).
Observations : un pixel est constitué de trois sous pixels susceptibles d'émettre de la lumière rouge, verte ou bleue (RVB ou
RGB en anglais).
Interprétation : ces trois sous pixels vont pouvoir restituer les couleurs.
IV. SYNTHÈSE ADDITIVE DES COULEURS
Mode opératoire : en utilisant le logiciel paint, créer des images couleurs de différentes couleurs et observer avec la loupe les
sous pixels qui émettent de la lumière.
Observations :
Image blanche : RVB (les pixels rouge, vert et bleu émettent de la lumière)
Image rouge : R
Image verte : V
Image bleue : B
Image jaune : RV
Image cyan : BV
Image magenta : BR
Interprétation : l'écran restitue les différentes couleurs grâce à la synthèse additive de la lumière.
V. DOT PITCH
Le "dot pitch" est la distance séparant deux pixels.
Calcul de la largeur de l'écran de hauteur x, de largeur y et de diagonale z :
Théorème de Pythagore :
x² + y² = z² avec z = 22" = 22×2,54 = 55,9cm car 1" = 2,54cm
16
10
L'écran est au format 16/10 : y  x d'où : x  y
10
16
2
2
  10  
 10 
En remplaçant :   y²  y²  z²  y² 1      z²
  16  
 16 


soit :
y
y = (16/10).x
x
z²
55,9²

 47, 4cm
1  10 /16  ²
1  10 /16  ²
L'écran a une largeur de 47,4cm.
Calcul du dot pitch :
largeur écran
dot pitch =
nombre pixels sur une ligne horizontale
474mm
474mm
 0, 247mm 2ème écran : dot pitch =
 0, 282mm
1920
1680
Il y a bon accord avec les valeurs indiquées.
1er écran : dot pitch =
z = 22"
VI. RÉSOLUTION DE L'ÉCRAN
ppp 
nombre de pixels sur une ligne
largeur écran en pouces
avec une largeur d'écran en pouces :
1920
 103
18, 7
Le premier écran a une meilleure résolution que le second.
1er écran : ppp 
y
47, 4
 18, 7"
2,54
2ème écran : ppp 
1680
 89,8
18, 7
VII. POUVOIR SÉPARATEUR DE L'ŒIL
Mode opératoire : utiliser une mire de Foucault de pas S = 1,0mm.
Noter la distance D à partir de laquelle on ne distingue plus le blanc du noir,
c’est-à-dire la distance à partir de laquelle la mire se fond en gris uniforme.
Résultats : On mesure D = 3,43m
S 180 1, 0.103 180
Exploitation :     

 0, 017
D 
3, 43 
Le pouvoir séparateur de l'œil est de 0,017°.
Distance optimale d'observation d'un écran : distance minimale pour laquelle l'œil ne distingue plus les pixels.
La relation donnée permet d'exprimer D :
S 180
D

1er écran :
2ème écran :
S (dot pitch) : 0,247mm
S (dot pitch) : 0,282mm
3
0, 247.10 180
0, 282.103 180
D
 0,83m
D
 0,95m
0, 017  
0, 017  
VIII. FRÉQUENCE DE RAFRAÎCHISSEMENT
Mode opératoire :
Réaliser le montage ci-contre.
Paramétrer le logiciel LatisPro : activer l'entrée EA0, 2000points de mesure, durée totale 300ms.
Lancer l'animation flash changeant la couleur de l'écran à chaque rafraîchissement.
Placer la photorésistance contre l'écran et appuyer sur la touche F10 pour lancer l'acquisition.
Résultats :
Cf. courbe.
5.TS
Exploitation :
166
 33,3ms
5
Le changement d'image s'effectue après une durée moitié : T = 16,6ms
1
1
soit à une fréquence : f  
 60, 2Hz
T 16, 6.103
La période du signal : TS 
IX. PERSISTANCE RÉTINIENNE
Mode opératoire :
Construire le montage de la figure ci-dessus. Le générateur basse fréquence (GBF) délivre une tension en créneaux positive
d'amplitude 5,0V de fréquence f. Faire croître lentement la fréquence f jusqu'à ce que la diode cesse de clignoter et que son
éclairement devienne continu. Mesurer la fréquence maximale f max pour laquelle on a un clignotement.
Résultat : fmax = 36Hz
1
1

 0, 028s  28ms
Exploitation : la persistance rétinienne vaut donc :
f max 36
fmax = 36Hz < 60Hz fréquence de rafraîchissement des écrans.
L'observateur aura donc l'impression d'un mouvement continu à partir d'une séquence d'images et ne subira pas la sensation de
clignotement.
X. RECTIFICATIF DU COMPARATIF
Il aurait fallu utiliser le terme définition pour les données 1920×1200 et 1680×1050 au lieu de résolution.
La résolution de l'écran s'exprime en pixel par pouce.